2.2.4. Системы, содержащие несколько контуров управления.

Во многих приложениях необходимо регулировать сразу несколько параметров — температуру, уровень, давление, положение и т. д., — для каждого из которых исполь­зуется свой контур управления. В большинстве случаев эти отдельные задачи можно решить независимо друг от друга с помощью локальных специализированных регу­ляторов на основе алгоритма, аналогичного показанному нарис. 2.9. Альтернативным решением является использование центрального управляющего компьютера, кото­рый выполняет одну и ту же программу для различных параметров и входных дан­ных каждого контура. Эта управляющая подпрограмма для каждого контура может исполняться со своей периодичностью, при этом компьютер должен обладать доста­точными ресурсами для обработки всех данных за требуемое время.

Рассмотрим офисное здание или многоквартирный дом, в котором необходимо регулировать температуру каждой отдельной комнаты. Фактическое значение тем­пературы в каждой комнате зависит от влияния внешних факторов — открытых или закрытых окон и дверей, количества людей в комнате, включено ли освещение и т. д. Для регулирования температуры в этом случае можно использовать один компью­тер, который поочередно обслуживает каждую комнату. Компьютер многократно ис­полняет одну и ту же программу управления каждый раз с новыми значениями вы­ходных и входных переменных.

2.2.5. Взаимосвязанные системы

На сложных производствах одновременно используются разные типы управле­ния, и, соответственно, существует взаимосвязь между частными процессами. На­пример, запуск промышленного процесса может заключаться в выполнении ряда последовательных шагов аналогично химическому реактору из раздела 2.2.1. После достижения процессом заданного рабочего состояния управление переводится на систему регулирования с обратной связью для более точного поддержания требуемого режима. Примерами в этом смысле могут служить система электропривода и химический реактор. Двигатель или реактор выводится на рабочий режим при помощи управления последовательностью событий, а затем вступает в действие регулятор с обратной связью для поддержания требуемого значения скорости вращения или температуры соответственно.

Пример из поточного производства служит иллюстрацией другого вида взаимодействия структур управления. В технологической линии робот перемещает детали между несколькими станками с ЧПУ. Положение и скорость каждого механизма, включая, робота, управляются несколькими контурами регулирования с обратной связью типа показанных на рис. 2.9 и 2.10. Очевидно, что механизмы не могут работать независимо их действия должны координироваться. Для синхронизации работы станков и робота необходимо наличие управляющей системы — диспетчера. Механизмы посылают диспетчеру сигналы о своем рабочем состоянии, как то: "операция выполнена", "робот бло­кирован", "станок готов к получению новой детали" и т. д. Диспетчер определяет соот­ветствующие управляющие воздействия для наиболее эффективного использования станков и робота, одновременно пытаясь избежать конфликтных ситуаций типа дли­тельного простоя станков или взаимных блокировок.

Регулирование с обратной связью рассматривается в главе 6, управление после­довательностью событий — в главе 7, а системная интеграция обсуждается в главе 12. Концепция координированного управления общими ресурсами системы (в рассмот­ренном выше примере — это робот) изложена в главе 10.